一種高壓開關(guān)觸頭的測試系統(tǒng)及其測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)6kV及以上級高壓開關(guān)設(shè)備測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在高壓開關(guān)兩端安全保護(hù)接地的狀態(tài)下，通過在觸頭兩側(cè)施加高頻或脈沖信號進(jìn)行高壓開關(guān)觸頭合分閘時(shí)間、合閘電阻觸頭合閘電阻值、合閘電阻觸頭預(yù)插入時(shí)間測量的測試系統(tǒng)及其測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)電力工作標(biāo)準(zhǔn)，需定期對高壓開關(guān)設(shè)備檢修和試驗(yàn)。測試高壓開關(guān)觸頭的合分閘時(shí)間、合閘電阻觸頭的合閘電阻值、合閘電阻觸頭預(yù)插入時(shí)間是高壓開關(guān)試驗(yàn)中的重要項(xiàng)目。按電業(yè)安全工作規(guī)程要求，高壓開關(guān)停電檢修時(shí)，為了保證人身安全高壓開關(guān)兩側(cè)必須接地?，F(xiàn)有的高壓開關(guān)觸頭測試儀器全部是在觸頭兩側(cè)施加直流信號，當(dāng)高壓開關(guān)觸頭兩側(cè)接地時(shí)，在觸頭兩側(cè)形成了閉合回路。因此無法測量高壓開關(guān)觸頭的時(shí)間參數(shù)?，F(xiàn)有的儀器在測量高壓開關(guān)觸頭時(shí)間參數(shù)時(shí)就要求斷開高壓開關(guān)觸頭一側(cè)的接地線。這種測試方法增加了現(xiàn)場操作量和安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種使用方便、操作簡單、安全性好的高壓開關(guān)觸頭的測試系統(tǒng)及其測試方法。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種高壓開關(guān)觸頭的測試系統(tǒng)及其測試方法，其測試系統(tǒng)包括分別位于高壓開關(guān)兩側(cè)的處于閉合接地狀態(tài)下的刀閘IG和2G、并聯(lián)在高壓開關(guān)觸頭DL兩側(cè)的交流電源V1、與交流電源Vl串聯(lián)的電阻Rl以及A/D采樣電路；所述A/D采樣電路分別用于測量交流電源Vl兩端的電壓值和電阻Rl兩端的電壓值。
[0005]進(jìn)一步的，所述交流電源為高頻恒壓源、1HZ以上的電壓源、1HZ以上的電流源或脈沖信號。
[0006]進(jìn)一步的，所述A/D采樣電路包括前端信號處理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述前端信號處理電路的輸入端分別并聯(lián)在交流電源Vl和電阻Rl兩端，所述前端信號處理電路的輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端接測試儀器計(jì)算機(jī)。
[0007]進(jìn)一步的，所述前端信號處理電路包括型號為LF412的運(yùn)算放大器及其外圍電路；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路為型號為A/DS8364的A/D轉(zhuǎn)換器。
[0008]利用高壓開關(guān)觸頭的測試系統(tǒng)的測試方法，其包括如下步驟:
步驟1:保持位于高壓開關(guān)兩側(cè)的刀閘IG和2G閉合，使其處于接地狀態(tài)，構(gòu)成導(dǎo)電回路；
步驟2:在高壓開關(guān)觸頭DL兩側(cè)并聯(lián)交流電源VI，并在交流電源Vl上串聯(lián)上一已知阻值的電阻Rl，進(jìn)一步的，所述高壓開關(guān)觸頭DL的等效電路為合閘電阻R與合閘電阻觸頭Kl串聯(lián)后與主觸頭K2并聯(lián)，所述A/D采樣電路的輸出端接測試儀器計(jì)算機(jī)； 利用A/D采樣電路測量交流電源Vl的輸出電壓值和電阻Rl兩端的電壓值；
步驟3:根據(jù)高壓開關(guān)觸頭DL的等效電路可知，在高壓開關(guān)觸頭分、合閘過程中，利用A/D采樣電路測量得到的交流電源Vl的輸出電壓值和電阻Rl兩端的電壓值會發(fā)生變化，據(jù)此變化過程計(jì)算出高壓開關(guān)的時(shí)間參數(shù)。
[0009]進(jìn)一步的，所述高壓開關(guān)的時(shí)間參數(shù)包括合閘電阻觸頭預(yù)插入時(shí)間、高壓開關(guān)觸頭的分閘或合閘時(shí)間以及合閘電阻觸頭的合閘電阻值。
[0010]進(jìn)一步的，所述合閘電阻觸頭預(yù)插入時(shí)間的測試方法如下:
根據(jù)高壓開關(guān)觸頭DL的等效電路可知，當(dāng)高壓開關(guān)處于分閘位置即Kl和K2均斷開時(shí)。電阻Rl兩端的電壓值為Utll，反映到測試儀器計(jì)算機(jī)上根據(jù)歐姆定律，計(jì)算出電阻Rl上的電流值為Itll= U01/R1 ;當(dāng)發(fā)生合閘電阻觸頭預(yù)插入時(shí)，即對應(yīng)等效電路中觸頭Kl閉合時(shí)，電阻Rl兩端的電壓值為U' C11，反映到測試儀器計(jì)算機(jī)上根據(jù)歐姆定律，計(jì)算出電阻Rl上的電流值為V w= U' VRl;當(dāng)?shù)刃щ娐分兄饔|頭K2閉合時(shí)，則所述電阻Rl兩端的電壓值為U" C11，反映到所述測試儀器計(jì)算機(jī)上根據(jù)歐姆定律，計(jì)算出所述電阻Rl上的電流值為 I" 01= U" 01/R1 ;
令高壓開關(guān)做合閘動(dòng)作即合閘線圈帶電，記錄此刻時(shí)間點(diǎn)為Tl，同時(shí)令A(yù)/D采樣電路實(shí)時(shí)測量電阻Rl兩端的電壓值為U01,當(dāng)檢測到電阻Rl兩端的電壓值發(fā)生變化為U' Μ時(shí)，記錄此刻時(shí)間點(diǎn)為Τ2。繼續(xù)檢測電阻Rl兩端的電壓值發(fā)生變化為U" C11時(shí)，記錄此刻時(shí)間點(diǎn)為Τ3。通過計(jì)算Τ3與Τ2的時(shí)間差得到對應(yīng)的合閘電阻觸頭預(yù)插入時(shí)間。
[0011]進(jìn)一步的，所述高壓開關(guān)觸頭的分閘或合閘時(shí)間的測試方法如下:
合閘時(shí)間測試:根據(jù)高壓開關(guān)觸頭DL的等效電路可知，當(dāng)高壓開關(guān)處于分閘位置即Kl和Κ2均斷開時(shí)，電阻Rl兩端的電壓值為Utll，反映到測試儀器計(jì)算機(jī)上根據(jù)歐姆定律，計(jì)算出電阻Rl上的電流值為Itll= U01/R1 ;當(dāng)發(fā)生主觸頭合閘時(shí)，即對應(yīng)等效電路中主觸頭K2閉合，電阻Rl兩端的電壓值為U" C11，反映到測試儀器計(jì)算機(jī)上根據(jù)歐姆定律，計(jì)算出電阻Rl上的電流值為I" Q1= U" 01/R1 ；
令高壓開關(guān)做合閘動(dòng)作即合閘線圈帶電，記錄此刻時(shí)間點(diǎn)為Tl，同時(shí)令A(yù)/D采樣電路實(shí)時(shí)測量電阻Rl兩端的電壓值，當(dāng)檢測到電阻Rl兩端的電壓值發(fā)生變化為U" Μ時(shí)，記錄此刻時(shí)間點(diǎn)為Τ3，通過計(jì)算Τ3與Tl的時(shí)間差得到對應(yīng)的高壓開關(guān)觸頭的合閘時(shí)間。
[0012]分閘時(shí)間測試:根據(jù)高壓開關(guān)觸頭DL的等效電路可知，當(dāng)高壓開關(guān)處于合閘位置即Kl和Κ2均閉合時(shí)，電阻Rl兩端的電壓值為U" Μ，反映到測試儀器計(jì)算機(jī)上根據(jù)歐姆定律，計(jì)算出電阻Rl上的電流值為I" w= U" d/Rl ;當(dāng)發(fā)生主觸頭分閘時(shí)，即對應(yīng)等效電路中合閘電阻觸頭Kl和主觸頭K2均斷開時(shí)，電阻Rl兩端的電壓值為Utll，反映到測試儀器計(jì)算機(jī)上根據(jù)歐姆定律，計(jì)算出電阻Rl上的電流值為ItI1= U01/R1 ；
令高壓開關(guān)做分閘動(dòng)作即分閘線圈帶電，記錄此刻時(shí)間點(diǎn)為Tl'，同時(shí)令A(yù)/D采樣電路實(shí)時(shí)測量電阻Rl兩端的電壓值，當(dāng)檢測到電阻Rl兩端的電壓值發(fā)生變化為Utll時(shí)，記錄此刻時(shí)間點(diǎn)為T2'，通過計(jì)算T2'與Tl'的時(shí)間差得到對應(yīng)的高壓開關(guān)觸頭的分閘時(shí)間。
[0013]進(jìn)一步的，所述合閘電阻觸頭的合閘電阻值的測試方法如下:
在高壓開關(guān)處于分閘位置、兩側(cè)刀閘1G、2G接地狀態(tài)下，利用A/D采樣電路實(shí)時(shí)測量的電阻Rl兩端的電壓值為U01,交流電源Vl兩端的電壓值為Utl2，根據(jù)歐姆定律計(jì)算出此時(shí)電阻Rl上的電流值為Itll= 1/R1，進(jìn)而得到高壓開關(guān)處于分閘位置、兩側(cè)刀閘1G、2G接地狀態(tài)下的等效阻抗，所述等效阻抗為Zl=( U02-U01)/ 101；
待高壓開關(guān)觸頭DL的等效電路中合閘電阻觸頭Kl閉合后，A/D采樣電路重新測得電阻Rl兩端的電壓值為U' C11，交流電源Vl兩端的電壓值為U' %，計(jì)算所述電阻Rl上的電流值為V w= U' d/Rl，進(jìn)而得到合閘電阻觸頭Kl閉合狀態(tài)下，等效阻抗Zl和合閘電阻R并聯(lián)后的等效阻抗為Z2=( U' 02—U, 01)/ r C11，根據(jù)1/Z2=1/Z1+1/R，計(jì)算出合閘電阻R 的阻值為 R =Zl X Z2/(Zl - Z2)。
[0014]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明巧妙地利用高壓開關(guān)觸頭兩側(cè)接地線構(gòu)成的電感，在高壓開關(guān)兩側(cè)安全保護(hù)接地的狀態(tài)下，采用在觸頭兩側(cè)施加高頻或脈沖信號進(jìn)行高壓開關(guān)觸頭合分閘時(shí)間、合閘電阻觸頭合閘電阻值、合閘電阻預(yù)插入時(shí)間測量的方法，降低了現(xiàn)場操作量，提高了工作效率，縮短了停電時(shí)間，同時(shí)保證了人身安全，降低了安全隱患，具有很高社會效益。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的整體實(shí)施電路原理圖。
[0016]圖2為圖1中高壓開關(guān)兩側(cè)刀閘接地狀態(tài)下的等效電路圖。
[0017]圖3為圖2中高壓開關(guān)處于分閘位置、兩側(cè)刀閘接地狀態(tài)下的等效電路圖。
[0018]圖4為圖2中高壓開關(guān)合閘電阻觸頭Kl閉合后等效電路圖。
[0019]圖5為圖2中主觸頭K2閉合后等效電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖1~5對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0021]實(shí)施例:如圖1為整體實(shí)施電路圖，圖1為在高壓開關(guān)兩側(cè)刀閘1G、2G接地狀態(tài)下，通過在高壓開關(guān)觸頭DL兩側(cè)施加高頻電壓源VI，當(dāng)然也可采用1HZ以上的較低頻率的電壓源、1HZ以上的電流源或脈沖信號等，通過A/D采樣電路進(jìn)行信號處理和A/D轉(zhuǎn)換，從而對高頻電壓源Vl和已知電阻Rl兩端的電壓進(jìn)行測量，據(jù)此進(jìn)行高壓開關(guān)觸頭合分閘時(shí)間、合閘電阻觸頭合閘電阻值R、合閘電阻預(yù)插入時(shí)間測量的測試系統(tǒng)及其方法。
[0022]所述刀閘1G、2G也叫隔離開關(guān)1G、2G ；
主要工作過程包括:通過高壓開關(guān)兩側(cè)的隔離開關(guān)1G、2G接地或接地線接地構(gòu)成的導(dǎo)電回路，施加在高壓開關(guān)觸頭DL兩側(cè)的高頻電壓源Vl及已知電阻R1，測量高頻電壓源Vl兩端電壓的A/D采樣電路；測量高頻電壓源Vl輸出電流的A/D采樣電路，所述高頻電壓源Vl輸出電流即通過加在電阻Rl上的A/D采樣電路測量并根據(jù)歐姆定律得到。圖2為圖1的等效電路圖，將高壓開關(guān)兩側(cè)刀閘1G、2G在接地狀態(tài)下的電路等效為電感LI和電阻R2的串聯(lián)電路。
[0023]圖3為高壓開關(guān)處于分閘位置、兩側(cè)刀閘1G、2G接地狀態(tài)下等效阻抗Z1，在高壓開關(guān)觸頭DL兩側(cè)施加高頻電壓源Vl的測試系統(tǒng)，其測試電路等效原理圖為圖3。通過測試高頻電壓源Vl的輸出電壓Utl2和已知電阻Rl上的電壓Utll，計(jì)算回路電流，即電阻Rl上的